隧道施工工艺和施工技术.ppt

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隧道工程,第七章隧道施工工艺与施工技术,第一节围岩预支护(预加固),第二节隧道掘进方式及隧道爆破施工技术,第三节装碴与运输,第四节初期支护,第五节超前地质预报与监控量测,第七节模筑衬砌,第八节辅助坑道,第六节防排水施工,1围岩预支护(预加固)辅助稳定措施,1围岩预支护(预加固),隧道施工中常用的辅助稳定措施有:

六、机械预切槽法,五、水平旋喷预支护,四、超前深孔帷幕注浆,三、超前注浆小导管,一、超前锚杆,二、管棚,1围岩预支护(预加固),一、超前锚杆,2性能特点及适用条件,1构造组成,3设计、施工要点,1构造组成,超前锚杆是沿开挖轮廓线,以稍大的外插角,向开挖面前方一定范围内安装的斜向锚杆。

2性能特点及适用条件,锚杆超前支护的柔性较大,整体刚度较小。

它主要适用于应力不太大,地下水较少的破碎、软弱围岩的隧道工程中,如裂隙发育的岩体、断层破碎带等、浅埋无显著偏压的隧道。

且一般与系统锚杆同时使用,形成联合支护。

采用风枪、凿岩机或专用的锚杆台车钻孔,锚固剂或砂浆锚固,其工艺简单、工效高。

应力较大的严重破碎围岩中,超前锚杆的后期支护刚度就有些不足,不宜使用。

3设计、施工要点,

(1)超前锚杆的长度、环向间距、外插角等参数,应视围岩地质条件、施工断面大小、开挖循环进尺和施工条件而定。

一般超前长度为循环进尺的35倍,环向间距采用0.31.0m;外插角宜用1030;搭接长度宜为超前长度的40一60左右,即大致形成双层或双排锚杆。

(2)超前锚杆宜用早强砂浆全粘结式锚杆,锚杆材料可用不小于22mm的螺纹钢筋。

(3)超前锚杆的安装误差,一般要求孔位偏差不超过10cm,外插角不超过12锚入长度不小于设计长度的96。

3设计、施工要点,(4)开挖时应注意保留前方有一定长度的锚固区,以使超前锚杆的前端有一个稳定的支点。

其尾端应尽可能多的与系统锚杆及钢筋网焊连。

若掌子面出现滑坍现象,则应及时喷射混凝土封闭开挖面,并尽快打入下一排超前锚杆,然后才能继续开挖。

下一循环的开挖应考虑适当缩短掘进循环进尺。

(5)开挖后应及时喷射混凝土,并尽快封闭环形初期支护。

(6)开挖过程中应密切注意观察锚杆变形及喷射混凝土层的开裂、起鼓等情况,以掌握围岩动态,及时调整开挖及支护参数,如遇地下水时,则可钻孔引排。

二、管棚,

(一)构造组成,

(二)性能特点及适用条件,(三)设计、施工要点,管棚实例:

采用长度小于10m的钢管,称为短管棚;采用长度为1045m且较粗的钢管,称为长管棚。

(一)构造组成,管棚是利用沿开挖轮廓线、以较小的外插角、向开挖面前方打入的钢管或钢板与钢拱架构成的一种钢管棚架或钢板棚架,简称“管棚”或“板棚”。

板棚采用的钢插板长度一般不超过10m。

(二)性能特点及适用条件,管棚因采用钢管或钢插板作纵向预支撑,又采用钢拱架作环向支撑,其整体刚度较大,对围岩变形的限制能力较强,且能提前承受早期围岩压力。

因此管棚主要适用于围岩压力来得快来得大、对围岩变形及地表下沉有较严格要求的软弱、破碎围岩隧道工程中,如土砂质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育的岩体、断层破碎带、浅埋有显著偏压等围岩的隧道中。

若有地下水但水量不大,可减小钢管环向间距,减小钢拱架纵向间距,加密管棚;若水量较大,采用钢插板封闭围岩更为有效;若水量较大且水压力较大,则可将管棚与注浆相结合,形成超前小导管注浆方能奏效。

短管棚一次超前量少,基本上与开挖作业交替进行,占用循环时间较多,但钻孔安装或顶入安装较容易。

长管棚一次超前量大,虽然增加了单次钻孔或打入长钢管的作业时间,但减少了安装钢管的次数,减少了与开挖作业之间的干扰。

在长钢管的有效超前区段内,基本上可以进行连续开挖,也更适于采用大中型机械进行大断面开挖。

(三)设计、施工要点,

(1)超前管棚支护结构一般按松弛荷载理论进行设计。

在设计中,要充分考虑地质、周边环境、隧道开挖断面、埋深以及开挖方法等,决定管棚的配置、形状、施工范围、管棚间隔及断面等。

(2)管棚的各项技术参数要视围岩地质条件和施工条件而定。

长管棚长度不宜小于10m,一般为1045m;管径70180mm,孔径比管径大2030mm,环向间距0.20.8m;外插角12。

(3)两组管棚间的纵向搭接长度不小于1.5m;钢拱架常采用工字钢拱架或格栅钢架。

(4)钢拱架应安装稳固,其垂直度允许误差为2,中线及高程允许误差为5cm。

(5)钢管应从工字钢腹板圆孔穿过,或穿过花钢拱架的腹筋;钻孔方向应用测斜仪检查控制,钻孔平面误差不大于15cm,角度误差不大于0.5,钢管不得侵入开挖轮廓线。

(6)第一节钢管前端要加工成尖锥状,以利导向插入。

要打一眼,装一管,由上而下顺序安装。

(7)长钢管应用46m的管节逐段接长,打入一节,再连接后一节,连接头应采用厚壁管箍,上满丝扣,丝扣长度不应小于15cm;为保证受力的均匀性,钢管接头应纵向错开。

一般按编号,偶数第一节用4m,奇数第一节用6m,以后各节均采用6m。

(8)当需增加管棚刚度时,可在安装好的钢管内注入水泥砂浆,一般在第一节管的前段管壁交错钻1015mm孔若干,以利排气和出浆,或在管内安装出气导管,浆注满后方可停止压注。

水泥砂浆应用牛角泵或其他能满足要求的设备灌注。

砂浆标号可用C20-C30,并适当加大灰砂比,(9)钻孔时如出现卡钻或坍孔,应注浆后再钻,有些土质地层则可直接将钢管顶入。

管棚实例:

三、超前注浆小导管,

(一)构造组成,

(二)性能特点及适用条件,(三)小导管布置和安装,(四)注浆材料,(五)注浆,

(一)构造组成,自进式注浆锚杆几点改进:

其一是它在小导管的前端焊接了一个简易的一次性钻头或尖端,从而将钻孔和顶管同时完成,缩短了导管安装时间,尤其适用于钻孔易坍塌的地层;,其二是对于可以采用水泥浆的地层,它改用水泥砂浆作为胶结材料,可进一步降低造价;,其三是它的管体采用波纹或变径外形,以增加粘结和锚固力,增强了加固效果,

(二)性能特点及适用条件,作为软弱破碎围岩条件下隧道施工的一项特殊措施,超前小导管注浆作业只能在隧道内进行,即小导管安装和注浆作业都要进入洞内施工作业循环,因而占用较多的洞内作业循环时间,不利于提高施工速度。

浆液被压注到岩体裂隙中并硬化后,不仅将岩块或颗粒胶结为整体起到了加固作用,而且填塞了裂隙,阻隔了地下水向坑道渗流的通道,起到了堵水作用。

但超前小导管注浆对围岩加固的范围和加固处理的程度是有限的,注浆压力较低。

因此,超前小导管注浆主要适用于渗透系数较大的无地下水或水量和压力较小的一般软弱破碎岩体的地层条件。

若用于渗透性差的地层,则容易形成“跑浆”,即浆液沿管外与孔壁之间形成回流。

(三)小导管布置和安装,

(1)小导管钻孔安装前,应对开挖面及5m范围内的坑道喷射510cm厚的混凝土封闭。

(2)小导管一般采用32mm的焊接管或40mm的无缝钢管制作,长度宜为36m,前端做成尖锥形,前段管壁上每隔1020cm交错钻眼,眼孔直径宜为68mm。

(3)钻孔直径应较管径大20mm以上,环向间距应按地层条件而定,一般采用2050cm;外插角应控制在1030之间,一般采用15。

(4)极破碎围岩或处理坍方时可采用双排管;地下水丰富的松软层,可采用双排以上的多排管;大断面或注浆效果差时,可采用双排管。

(5)小导管插入后应外露一定长度,以便连接注浆管,并用塑胶泥将导管周围孔隙封堵密实。

(四)注浆材料,1注浆材料种类及适用条件,3.注浆材料的配比,2.注浆材料选择,1注浆材料种类及适用条件,水泥浆液,化学浆液,适用粗砂、砾砂、大裂隙岩石等孔隙直径大于0.2mm的地基加固。

400号以上的普通硅酸盐水泥,,超细水泥,可适用于细砂等地基,以水玻璃(Na2OnSi02)为主剂的浆液,以纸浆废液木质素(木胺)为主剂,以丙烯酸胺(聚胺酯)为主剂,可适用于渗透性小的地基,注浆材料按浆液组成可分为单液和双液。

2.注浆材料选择,注浆材料的选择主要应考虑被加固地层渗透条件。

应先对被加固围岩进行土力学试验,包括渗透系数、土颗粒组成、孔隙率、饱和度、密度、pH值、剪切和抗压强度等。

必要时应做现场抽水试验和注浆试验,采用适用的注浆材料,并确定更为合理的注浆压力、单孔注浆扩散半径等参数。

(1)在断层破碎带及砂卵石地层(裂隙宽度或颗粒粒径大于1mm,渗透系数k510-4m/s)等强渗透性地层中,应采用料源广且价格便宜的注浆材料。

一般对于无水的松散地层,宜优先选用单液水泥浆;对于有水的强渗透地层,则宜选用水泥水玻璃双浆液,以控制注浆范围。

(2)断层带,当裂隙宽度(或粒径)小于1mm,或渗透系数k10-5m/s时,注浆材料宜优先选用水玻璃类和木胺类浆液。

(单一水玻璃浆液比较适用黄土类地层的加固。

在黄土类土中水玻璃较易渗透入土孔隙,与土中的钙质相互作用形成凝胶,而使土颗粒胶结成整体。

),(3)细、粉砂层、细小裂隙岩层及断层地段等弱渗透地层中,宜选用渗透性好、低毒及遇水膨胀的化学浆液,如水玻璃(主剂)氯化钙、水玻璃(主剂)水泥、水玻璃(主剂)铝酸钠、聚胺酯类,或超细水泥浆等。

对于受沥青、油脂、石油化合物等浸透的土以及地下水pH值大于9的土不宜采用硅化法加固。

(4)对于不透水的粘土层,则宜选用水玻璃或聚胺酯类化学浆液采用高压劈裂注浆。

3.注浆材料的配比,注浆材料的配比应根据地层情况和胶凝时间要求,并经过试验而定:

(1)采用水泥浆液时,水灰比可采用0.5:

12:

1,需缩短凝结时间时,可加入氯盐、三乙醇胺速凝剂。

(2)采用水泥水玻璃浆液时,水泥浆的水灰比可用0.5:

11.5:

1;水玻璃浓度为2540Be,水泥浆与水玻璃的体积比宜为1:

11:

0.3。

(五)注浆,

(1)注浆设备应性能良好,工作压力应满足注浆压力要求,并应进行现场试验运转。

(2)小导管注浆的孔口最高压力应严格控制在允许范围内,以防压裂开挖面,注浆压力一般为0.51.0MPa,止浆塞应能经受注浆压力。

注浆压力与地层条件及注浆范围要求有关,一般要求单管注浆能扩散到管周0.51.0m的半径范围内。

(3)要控制注浆量,即每根导管内已达到规定注入量时就可结束;若孔口压力已达到规定压力值,但注入量仍不足时,亦应停止注浆。

(4)注浆结束后,应做一定数量的钻孔检查或用声波探测仪检查注浆效果,如未达到要求,应进行补注浆。

(5)注浆后应视浆液种类,等待4h(水泥水玻璃浆)8h(水泥浆)方可开挖,开挖长度不宜太长,以保留一定长度的止浆墙(亦即超前注浆的最短超前量)。

超前深孔帷幕注浆是在开挖前,先用喷射混凝土将开挖面和一定范围内的坑道周边岩面封闭,然后沿坑道周边轮廓向前方围岩内打入带孔长钢管,并通过长钢管向围岩内压注起胶结作用的浆液,待浆液硬化后,坑道周围岩体就可形成较大范围的一定厚度的筒状封闭加固区,在此加固圈的保护下即可安全地进行开挖等作业,称为帷幕注浆。

四、超前深孔帷幕注浆,

(一)注浆加固机理,

(二)适用条件及优缺点,(三)注浆范围,(四)钻孔布置及注浆压力,(五)注浆数量及注浆材料选择,(六)施工要点,四、超前深孔帷幕注浆,

(一)注浆加固机理,1渗透注浆,2劈裂注浆,3压密注浆,4高压喷灌注浆,压力注浆,电动注浆,在各种大小压力下使水泥浆液或化学浆液挤压充填土的孔隙或岩层缝隙。

在施工中以注浆管为阳极、滤水管为阴极,通过直流电电渗作用下孔隙水由阳极流向阴极,在土中形成渗浆通道,化学浆液随之渗入孔隙而使土体结硬。

1渗透注浆,对于破碎岩层、砂卵石层、中细砂层、粉砂层等有一定渗透性的地层,采用中低压力将浆液压注到地层中的空穴、裂缝、孔隙里,凝固后将岩土或土颗粒胶结为整体,以提高地层的稳定性和强度,称为“渗透注浆”。

2劈裂注浆,对于渗透性较差甚至不透水的地层,如含水量较大而颗粒较细的粘土地层、软土地层,采用采用较高压力将胶结材料强行挤压钻孔周壁,使胶结材料将粘士层劈裂,形成裂缝并充塞凝结于其中,通过土体中形成的浆液脉状固结作用对粘土层起到挤压加固和增加高强夹层加固作用,以提高其强度和稳定性,称为“劈裂注浆。

劈裂注浆加固的作用机理是:

强行挤入粘土层或软土层中的胶结材料将粘土分隔包围;凝固以后的胶结材料在软弱土层中形成高强夹层,相当于在软弱土体中加筋加骨,使软弱土层的整体性和强度大大提高。

此外,由于在封闭条件下进行高压注浆,对地层也起到一定的压密作用。

由于浆液被压注到岩体裂隙中并硬化后,不仅将岩块或颗粒胶结为整体,或以高强夹层将粘土分隔包围,起到了加固围岩增强其稳定能力的作用;而且填塞了裂隙,阻断了地下水渗流的通道,起到了堵水作用。

因此,在隧道及地下工程中,若遇到围岩软弱破碎严重、地下水丰富或出现坍方时,常采用注浆以达到对岩体的加固作用,同时也起到堵水作用。

3压密注浆,即用浓稠的浆液注入土层中,使土体形成浆泡,向周围土层加压使土层得到加固。

4高压喷灌注浆,通过灌浆管在高压作用下,从管底部的特殊喷嘴中喷射出高速浆液射流,促使土粒在冲击力、离心力及重力作用下被切割破碎,随注浆管的向上抽出与浆液混合形成柱状固结体,以达到加固之目的。

(二)适用条件及优缺点,深孔预注浆一般可超前开挖面3050m,可以保证提前形成较长范围内(隧道纵向)的有相当厚度的筒状封闭加固和堵水区,而且可以形成较高的注浆压力,从而使得堵水的效果更好,也使得注浆作业次数减少。

因此,超前深孔帷幕注浆不仅适用于无地下水或水量和压力较小的一般软弱破碎岩体的地层条件,尤其适用于水量和压力均较大的破碎岩体的地层条件,既保证了施工安全,也更适用于采用大中型机械化施工。

深孔帷幕注浆,已成为隧道及地下工程中改良地层,增强软弱岩体的稳定性,封堵地下水的有效措施和常用手段。

超前深孔帷幕注浆作业可以在洞内进行,如果隧道埋深较浅,则注浆作业可在地面进行;对于深埋长大隧道可利用辅助平行导坑对正洞进行预注浆,这样超前深孔帷幕预注浆钻孔和注浆作业不需要进入洞内施工作业循环,可以避免与正洞开挖等作业的干扰,缩短施工工期。

(三)注浆范围,注浆加固的范围,即注浆加固的超前长度、加固圈厚度,应视围岩的稳定性、地应力大小、地层的渗透条件、地下水的储藏条件、坑道断面大小、掘进循环进尺和施工条件而定。

注浆加固所用胶结材料的种类,应根据地层岩性、渗透条件选择确定,并相应确定注浆小导管的环向间距、钢管直径、钻孔直径、注浆压力、注浆量等参数。

要确定加固区的大小,即确定围岩塑性破坏区的大小,可以按岩体力学和弹塑性理论计算出开挖坑道后围岩的压力重分布结果,并确定其塑性破坏区的大小(R0r0),这也就是应加固的范围。

(四)钻孔布置及注浆压力,1、注浆管孔布置,2、注浆扩散半径,3、注浆压力,1、注浆管孔布置,对于洞内超前小导管注浆而言,V级围岩劈裂、压密注浆时,可采用单排/孔;VI级围岩或处理坍方时,可采用双排管孔;地下水丰富的松软层,可采用双排以上的多排管孔;渗透注浆宜采用单排管孔;隧道断面较大,需要加固的范围较大,或注浆效果较差时,可采用双排管孔。

超前深孔帷幕注浆管孔的布置灵活。

应充分结合隧道埋置深度、地层的渗透条件、地下水的流量和流向、注浆材料种类、坑道断面大小等实际条件,合理选择。

2、注浆扩散半径,超前深孔帷幕注浆管孔的间距、角度应根据注浆加固范围的要求和单孔注浆扩散半径的大小来确定。

单孔注浆扩散半径的大小也决定了单排管孔注浆加固的厚度。

单孔注浆扩散有效半径,应通过现场试验确定。

它与土的渗透系数、压力值等有关。

在无水或少水的粘土至粉砂地层中,浆液一般可(要求)扩散达到管周0.5-1.0m的半径范围内。

管孔的环向间距可取20-50cm;外插角应控制在10-30之间,一般采用15。

若地层渗透系数大较大,则注浆管孔的环向间距可适当加大。

在一般基坑维护中,可取孔距1.75r,排距1.5r.,3、注浆压力,对于渗透性强的地层,可以采用较低的注浆压力和较大的管孔间距,此时管/孔数量较少,但平均单孔注浆量较大。

渗透式注浆时,注浆压力应大于待注浆底层的静水压力;劈裂式注浆时,注浆压力应大于待注浆底层的水压力与土压之和,并取一定的储备系数,一般为111.3。

注浆压力不应超过该处上覆土层的压力过多(有土上荷重者除外),一般注浆压力随深度变化,每加深lm可增大20-50kPa。

注浆速度应以在浆液胶凝时间以前完成一次注浆量为宜,可根据土的渗透系数以压力控制速度,在一般情况砂类土为0.001-0.005m3/min,渗透性好的砂土选用高值,否则用低值。

(五)注浆数量及注浆材料选择,1.加固区注浆总量Q,2.平均单孔注浆量q,3.注浆材料的选择,1.加固区注浆总量Q,所谓充填率是指注浆体积占孔隙总体积的比率。

一般充填率在30%-60%就可以达到加固要求,QnaA,a过去实践证实了的充填率(),Q注浆总数量(m3);,A被加固围岩的体积(m3);,n被加固围岩的孔隙率();,式中,q=Q/m,2.平均单孔注浆量q,式中,m钻孔数量;,q平均单孔注浆量。

(化学浆液的浓度,水玻璃溶液相对密度为1.351.44,氯化钙为1.20-1.28,土的渗透系数高时取高值,渗透系数低时取低值。

),(六)施工要点,1注浆管和孔口套管,2钻孔,3注浆顺序,4结束条件,5、注浆检查,6、开挖时间,7、保留止浆墙,1注浆管和孔口套管,注浆管一般采用带孔眼的焊接钢管或无缝钢管,也可用塑料管。

堵塞方式,就是用铅丝、麻刀、木楔等材料在注浆孔口将缝隙堵塞,它适用于浅孔注浆;,普通堵塞法,堵塞器(又称止浆塞)法,橡胶式,套管式,多用于深孔注浆或局部注浆,多采用前进或后退式分段注浆,2钻孔,钻孔可用冲击式钻机或旋转式钻机,应根据地层条件及成孔效果选择。

钻孔位置应满足设计要求,孔口位置偏差不超过5cm,孔底位置偏差不超过孔深的1。

钻孔应清洗干净,并作好钻孔检查记录。

3注浆顺序,应先上方后下方,或先内圈后外圈,先无水孔后有水孔,先上游(地下水)后下游顺序进行。

应利用止浆阀保持孔内压力直至浆液完全凝固。

4结束条件,应根据注浆压力和单孔注浆量两个指标来判断确定。

单孔结束条件为:

注浆压力达到设计终压;浆液注入量已达到计算值的80以上。

全段结束条件为:

所有注浆孔均已符合单孔结束条件,无漏注。

5、注浆检查,注浆前应进行钻孔质量检查、材料质量检查、注浆设备工作状态检查,并应进行现场试验运转。

注浆过程中应密切注意注浆压力的变化。

如采用双液注浆时,应经常测试混合浆液的凝固时间,若发现凝固时间不符合设计要求时,应立即采取相应处理措施。

注浆后应利用声波探测仪对注浆效果进行检查,如未达到要求时,应进行补注浆。

6、开挖时间,水泥水玻璃浆需等待4h,而水泥浆则需等待8h后才可开挖。

7、保留止浆墙,可开挖的长度范围是由注浆长度范围决定的。

每循环注浆后可进行多个循环的开挖。

但尤其应当注意的是,开挖后应保证留有一定长度的止浆墙,即保证上一循环注浆的实际超前量不短于设计要求的最短超前量,并及时进行下一循环的注浆加固。

若注浆工作在正洞以外进行,则超前量和超前时间比较容易保证。

五、水平旋喷预支护,水平旋喷注浆法是在一般的初期导管注浆的基础上发展起来的,它以高压旋喷的方式压注水泥浆,从而在隧道开挖轮廓外形成拱形预衬砌的超前预支护方法。

水平旋喷注浆的施工原理类似于垂直旋喷注浆。

水平旋喷预支护主要适用于粘性土、砂类土、淤泥等地层。

首先使用旋喷注浆机,沿着隧道掌子面周边的设计位置旋喷注浆形成旋喷柱体,通过固结体的相互咬合形成预支护拱棚。

旋喷柱体的形成方法:

首先通过水平钻机成孔,钻到设计位置以后,随着钻杆的退出,用水泥浆或水泥一水玻璃双浆液旋喷入钻成的孔腔,通过高压射流切割腔壁土体,被切割下的土体与浆液搅拌混合、固结形成直径600mm左右的固结体,同时周围地层受到压缩和固结,其土体的物理力学性能得到一定程度的改善。

旋喷柱体沿隧道拱部形成环向咬合、纵向搭接的预支护拱棚,在松散不稳定地层隧道中,可有效控制坍塌和地层变形。

其施工方法,六、机械预切槽法,机械预切槽法是利用专业的切槽机械,沿隧道外轮廓切割一定深度的切槽。

切槽方式有带锯式和排钻式两种。

作业过程,

(1)用预切槽锯沿隧道外廓弧形拱深切一宽1530cm,长约5m的切槽。

(2)在切槽内立即填充高强度喷射混凝土,形成长35m的整体连续拱,两次连续拱的搭接长度为0.52.0m,视围岩的不同而定。

(3)在安全稳定的作业环境下,用挖掘机或臂式掘进机开挖前作业面。

自卸汽车或翻斗车可穿行于预切槽机内。

(4)必要时,作业面装以玻璃纤维锚杆,以稳定作业面。

随后在作业面上喷混凝土。

(5)紧随其后,安装隧道防水层,进行二次衬砌。

机械预切槽法的优点:

可减轻在硬岩爆破时,振动的扩展;在作业面开挖前,快速形成一临时的整体弧形拱,从而减小围岩变形与地表沉陷;为人员和设备提供清洁、安全的工作条件;有利于作业全过程的工业化及机械化,从而使进度快速均衡,适应性增强,大大节约了成本。

弱点:

推进速度慢,较适合用于市区隧道工程、松散地层和大断面隧道。

1、何为隧道掘进方式?

有哪些种类?

各有何特点?

适用条件如何?

如何选择?

2、隧道工程施工常用的钻眼机具有哪些种类?

3、简述隧道工程中常用炸药种类及其特点、适用条件。

简述炸药的主要性能指标的概念及表示方法。

4、隧道工程起爆系统有哪几种?

了解各种材料的性能。

5、简述爆破设计方法及内容。

(炮眼种类和作用、掏槽形式及其优缺点、爆破参数、炮眼布置原则、布置方式)6、简述光面爆破的概念、基本原理、主要标准、主要参数、技术措施。

7、什么是预裂爆破?

它与光面爆破有何异同?

8、装药结构种类及其特点。

9、简述起爆顺序及时差控制方法。

10、如何防止或减少超欠挖?

2隧道掘进方式与爆破施工技术,2隧道掘进方式与爆破施工技术,一、岩体的抗破坏性,二、掘进方式,三、掘进参数,四、钻眼机具,五、爆破材料,六、爆破原理,七、隧道爆破设计,八、周边眼的控制爆破,九、钻爆施工,十、隧道爆破设计实例,一、岩体的抗破坏性,1.岩体的坚固性及其分级,2.岩体的抗爆破性/抗钻性及其分级,1.岩体的坚固性及其分级,岩体的坚固性是指岩体抵抗人为破坏的能力,即挖除岩体的难易程度。

2.岩体的抗爆破性/抗钻性及其分级,岩体的抗爆破性(或抗钻性)是指岩体抵抗爆炸冲击波(或钻头冲击力)破坏的能力。

隧道爆破掘进时,应按岩体的抗爆破性能进行爆破设计。

钻眼时,则应按其抗钻性能选择凿岩机具。

但目前还没有针对岩体的抗钻性能的研究及分级方法。

采用岩体爆破性指数N作为分级指标,,极易爆破易爆破中等难爆破极难爆破,岩体的抗爆破性,见表6.6。

二、掘进方式,1.钻眼爆破掘进,2.全断面掘进机掘进,3.自由断面挖掘机掘进(单臂掘进机掘进),4.人工掘进,5.掘进方式的选择原则,隧道施工的掘进方式是指对坑道范围内岩体的破碎挖除方式。

1钻眼爆破掘进,钻眼爆破掘进是在被爆破岩体的各个部位用凿岩机钻孔后,将炸药分散安装于各个钻孔中并引发炸药爆炸,从而爆破坑道范围内的岩体的过程。

隧道工程中一般是采用“掏槽爆破”。

爆炸破岩对围岩的扰动较大,导致围岩稳定能力降低,有时由于爆破振动致使围岩产生坍塌,故一般只适用于围岩稳定性较好的石质岩体隧道中。

但随着控制爆破技术的发展,钻眼爆破掘进的应用范围也逐渐扩大,如用于软石及硬土的松动爆破。

钻眼爆破掘进是山岭隧道工程中最常用的掘进方式。

钻眼爆破需要专用的钻眼设备及消耗大量炸药等爆破材料,并只能分段循环掘进。

2.全断面掘进机掘进,3.自由断面挖掘机掘进(单臂掘进机掘进),自由断面挖掘机自身的破岩能力较小,掘进时对围岩的扰动破坏小,避免爆破振动对围岩的破坏,故一般适用于围岩稳定性较差的软岩隧道及土质隧道中,尤其适用于配合敞胸式盾构施工。

自由断面挖掘机的适应能力较强,可以挖掘任意形状和大小的隧道,也可以连续掘进。

自由断面挖掘机,铣盘切削式采矿机,挖斗式挖掘机,铲斗式装渣机,自由断面挖掘机多随机配备连续拾渣转载机构;常用的拾渣机构有蟹爪式、立爪式、铲斗式和挖斗式4种;常用的转载机构有刮板式和链板式2种。

自由断面挖掘机多采用履带式走行机构,以适应洞内临时道路承载能力较低甚至泥泞的条件;当道路泥泞并采用轨

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